Question

金屬鋁是應用廣泛的金屬之一，在工農業(yè)生產中有著廣泛的應用，對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．
（1）在進行電解前，要對鋁電極進行表面處理，是將鋁片浸入熱的16%NaOH溶液中半分鐘左右，目的是

 

，反應的離子方程式為

 

．堿洗時常有氣泡冒出，原因是

 

（用離子方程式表示）．
（2）以鋁片為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，取少量廢電解液，加入NaHCO₃溶解后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是

 

．
（3）在金屬表面形成一薄層有抗腐蝕、抗磨損能力的金屬鍍膜．例如在鋁片上電鍍銅時，電解原理是采用Cu（NO₃）₂溶液為電解質，用作陽極．而在實際的電鍍工藝中，要求控制金屬在鍍件上的析出速率，使析出的鍍層厚度均勻、光滑致密、與底層金屬的附著力強．所以電鍍銅時，實際使用的電鍍液是

 

（填序號）．
a．AlCl₃
b．CuCl₂
c．K₆[Cu（P₂O₇）₂]
d．CuSO₄
（4）在如圖所示裝置中，溶液的體積為100mL，開始時電解質溶液的濃度為0.1mol/L，工作一段時間后導線上通過0.001mol電子．若不考慮鹽的水解和溶液體積的變化，則電解后溶液的pH為

 

．

Answer 1

分析：（1）對鋁電極進行表面處理除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀；
（3）電鍍時用鍍層金屬為陽極，鍍件為陰極，含有鍍層金屬離子的溶液為電解質溶液，因此采用銅為陽極，銅的絡離子電離出的銅離子濃度�。�
（4）電解過程中的電極反應和電子守恒、氫離子和氫氧根離子守恒計算得到．

解答：解：（1）對鋁電極進行表面處理除去鋁材表面的自然氧化膜，反應的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=H₂O+2AlO₂^-，鋁能與強堿反應產生氫氣，2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：除去鋁材表面的自然氧化膜；2Al₂O₃+2OH^-=H₂O+2AlO₂^-；Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺，和HCO₃^-發(fā)生了互促水解．或HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺，HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀；
（3）電鍍時用鍍層金屬為陽極，鍍件為陰極，含有鍍層金屬離子的溶液為電解質溶液，因此采用銅為陽極，銅的絡離子電離出的銅離子濃度小，析出均勻與底層金屬的附著力強，故答案為：C；
（4）電解過程中陽極電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，電子轉移0.001mol，氫氧根離子減少0.001mol，溶液中增加氫離子0.001mol，溶液中氫離子的濃度=

0.001mol

0.1L

=0.01mol/L，pH=-lg0.01=2，故答案為：2．

點評：本題考查金屬的性質、鹽類的水解、電解、電鍍以及金屬的腐蝕及防護知識，考查較為綜合，做題時注意把握好Al、AlO₂^-、Al（OH）₃等物質的性質，掌握電解、電鍍等知識的原理，了解金屬的防護措施，難度不大，但要注意知識的積累，厚積而薄發(fā)．